CN113994526B - 加热垫控制设备、包括加热垫控制设备的电池组和车辆 - Google Patents

Abstract

加热垫控制设备、包括加热垫控制设备的电池组和车辆。本发明的目的在于提供一种加热垫控制设备，该加热垫控制设备能够通过基于电池组的温度和流过电池组的电流来控制加热垫的操作状态而防止电池组保持高温状态。根据本发明的一个方面，优点在于能够防止电池组的温度升高到一定水平或一定水平以上。因此，由于电池组的温度保持在一定水平，因而能够减小对设置于电池组中的元件的损坏，并且能够提高电池组的使用效率。

Description

加热垫控制设备、包括加热垫控制设备的电池组和车辆

技术领域

本公开涉及一种加热垫控制设备，并且更具体地说，涉及一种用于控制设置于电池组的加热垫的操作状态的加热垫控制设备，包括该加热垫控制设备的电池组和包括该加热垫控制设备的车辆。

背景技术

近来，对诸如笔记本电脑、摄像机以及便携式电话之类的便携式电子产品的需求量急剧增加，并且电动车辆、蓄能电池、机器人、卫星等得到了认真的发展。因此，正在积极研究允许重复充放电的高性能电池。

目前商业可得的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等。在这些电池当中，锂电池因为与镍基电池相比几乎没有记忆效应并且还具有非常低的自放电率和能量密度高而备受关注。

同时，一般情况下，由于电池和包括电池的电池组具有密封结构，因此它们具有因内部产生的热量而发生火灾或爆炸事故的风险。因此，为了安全使用电池组，当电池组的温度达到一定水平或更高时，需要通过消除发热因素来降低电池组的温度。

专利文献1公开了一种集成有源熔丝模块(active fuse module)以及通过该集成有源熔丝模块防止过电压的方法，集成有源熔丝模块用于通过感测传导至电池的电压值和通过电池发出的热量的温度，使熔丝短路。

但是，由于专利文献1公开了用于使一次性熔丝短路的配置，因此存在电池组不能再使用的问题。也就是说，专利文献1公开了在达到不能再使用电池组的温度时切断电池组的熔丝的配置，并且存在无法解决使电池组的温度上升的发热因素本身的问题。

(专利文献1)KR 10-2018-0116625A

发明内容

技术问题

本公开旨在解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供能够通过基于电池组的温度和流经电池组的电流控制加热垫的运行状态来防止电池组保持高温状态的加热垫控制设备。

本公开的这些和其他目的和优点可以从以下详细描述中理解，并且从本公开的示例性实施方式中将变得更加明显。而且，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的手段来实现。

技术方案

在本公开的一个方面，提供了一种连接至电池组的加热垫控制设备，该电池组包括：主继电器，其在主充放电线上设置于电池模块的正极端子和电池组的正极端子之间；加热垫，其设置于连接至主充放电线的加热线上，以在向其施加电流时产生热量；以及加热继电器，该加热继电器设置于加热线上，以根据其操作状态控制在加热线中流动的电流的流动，以控制加热垫的操作状态。

根据本公开的一个方面的加热垫控制设备可以包括：测量单元，其被配置为测量电池组的温度并输出测量到的与电池组的温度相对应的测量温度信号；处理器，其被配置为输出与预设参考温度相对应的参考温度信号；以及加热控制单元，其被配置为接收来自测量单元的测量温度信号，接收来自处理器的参考温度信号，并且基于主继电器的两端电压、测量温度信号和参考温度信号输出用于控制加热继电器的操作状态的控制信号，以控制加热垫的操作状态。

当从加热控制单元输出接通控制信号时，加热继电器可以被配置为将其操作状态改变为接通状态，使得主充放电主线与加热垫连接。

当主继电器和加热继电器的操作状态被控制为接通状态时，加热垫可以被配置为接收从电池模块输出的电流。

加热控制单元可以包括：第一比较器，其被配置为分别接收主继电器的一端电压和另一端电压，并且输出与接收到的主继电器的两端电压之间的差相对应的电压比较信号；第二比较器，其被配置为输出与通过比较接收到的测量温度信号和接收到的参考温度信号的大小而获得的结果相对应的温度比较信号；以及控制信号输出单元，其被配置为接收电压比较信号和温度比较信号，并输出与电压比较信号和温度比较信号的值相对应的控制信号。

第一比较器可以被配置为在两端电压之间的差小于预定大小时输出第一电压比较信号，并且第一比较器可以被配置为在两端电压之间的差大于或等于预定大小时输出第二电压比较信号。

第二比较器可以被配置为在与测量温度信号相对应的值大于或等于与参考温度信号相对应的值时输出第一温度比较信号，并且第二比较器可以被配置为在与测量温度信号相对应的值小于与参考温度信号相对应的值时输出第二温度比较信号。

在从第一比较器接收到第一电压比较信号并且从第二比较器接收到第一温度比较信号时，控制信号输出单元可以被配置为输出用于将加热继电器的操作状态改变为关断状态的关断控制信号。

处理器可以被配置为接收来自测量单元的测量温度信号，并且基于通过比较由测量单元测量到的测量温度和设置的参考温度而获得的结果，来控制加热继电器的操作状态。

根据本公开的另一方面的电池组可以包括根据本公开的一个方面的加热垫控制设备。

根据本公开的又一方面的车辆可以包括根据本公开的一个方面的加热垫控制设备。

技术效果

根据本公开的一个方面，优点在于可以防止电池组的温度升高到一定水平或一定水平以上。因此，由于电池组的温度保持在一定水平，所以减少了对设置于电池组中的元件的损坏，并且可以提高电池组的使用效率。

另外，根据本公开的一个方面，由于通过使用加热控制单元和处理器来防止电池组的温度升高到参考温度以上，因此优点在于：由电池组的温度升高所引起的事故的危险显著减少。

本公开的效果不限于以上，并且本领域技术人员从所附权利要求将清楚地理解本文未提及的其他效果。

附图说明

附图例示了本公开的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。

图1是示出根据本公开实施方式的包括加热垫控制设备的电池组的示例性配置的图。

图2是示意性地示出了根据本公开实施方式的加热垫控制设备的图。

图3是示出在电池组中流动的电流的第一示例的图。

图4是示出负载连接至根据本公开实施方式的包括加热垫控制设备的电池组的示例性配置的图。

图5是示出在电池组中流动的电流的第二示例的图。

图6是示出根据本公开实施方式的包括加热垫控制设备的电池组的另一示例性配置的图。

具体实施方式

应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是在允许发明人适当定义术语以获得最佳解释的原则的基础上，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，本文所提出的描述仅为出于示例目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应理解，在不脱离本公开范围的情况下，可以对其进行其他等同和修改。

另外，在描述本公开时，当认为对相关已知元件或功能的详细描述使得本公开的关键主题不明确时，在此省略详细描述。

包括诸如“第一”、“第二”等序数词的术语可以用于在各种元件当中将一个元件与另一元件区分开，但并非旨在通过术语来限制元件。

在整个说明书中，当一部分被称为“包含”或“包括”任何元件时，除非另外特别指出，否则表示该部分可以进一步包括其他元件，而不排除其他元件。

另外，说明书中所描述的术语“处理器”是指处理至少一种功能或操作的单元，并且可以由硬件、软件、或者硬件和软件的组合来实现。

另外，在整个说明书中，当一部分被称为“连接”至另一部分时，不限于它们“直接连接”的情况，还包括它们利用插置于它们之间的又一元件而“间接连接”的情况。

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。

图1是示出根据本公开实施方式的包括加热垫控制设备100的电池组1的示例性配置的图。

参照图1，电池组1可以包括电池模块10、主继电器20、加热垫30、加热继电器40和加热垫控制设备100。

此处，电池模块10可以是串联和/或并联连接的至少一个电池单元。另外，电池单元是指具有负极端子和正极端子并且物理上可分离的一个独立单元。例如，一个袋型锂聚合物单元可以被视为电池单元。

具体地，电池组1可以包括主继电器20，其在主充放电线ML上设置于电池模块10的正极端子和电池组1的正极端子P+之间。例如，参照图1，主充放电线ML可以是连接电池组1的正极端子P+、电池模块10和电池组1的负极端子P-的大电流路径。主继电器20可以连接至主充放电线ML，使得其一端连接至电池模块10，并且其另一端连接至电池组1的正极端子P+。

加热垫30可以设置在连接至主充放电线ML的加热线HL上并且被配置为当向其施加电流时产生热量。例如，参照图1，加热线HL可以并联连接至电池组1的正极端子P+和负极端子P-。

另外，用于根据操作状态控制流过加热线HL的电流的流动的加热继电器40可以设置在加热线HL上。例如，参照图1，如果加热继电器40的操作状态被控制为接通状态，则流过主充放电线ML的电流可以施加至加热垫30。作为另一示例，如果加热继电器40的操作状态被控制为关断状态，则可以不向加热垫30施加电流。

根据本公开实施方式的加热垫控制设备100可以连接至电池组1并且被配置为控制设置于电池组1中的加热垫30的操作状态。

图2是示意性地示出了根据本公开实施方式的加热垫控制设备100的图。

参照图2，根据本公开实施方式的加热垫控制设备100可以包括测量单元110、处理器120和加热控制单元130。

测量单元110可以被配置为测量电池组1的温度。

例如，测量单元110可以包括测量电池组1的温度的普通温度传感器。另外，参照图1，测量单元110可以连接至电池模块10以测量电池模块10的温度。

测量单元110可以被配置为输出与电池组1的测量温度相对应的测量温度信号。

具体地，测量单元110可以将电池组1的测量温度转换为数字信号。另外，测量单元110可以通过连接至输出端子的线输出转换后的数字信号。

例如，在图1的实施方式中，可以通过第三线L3输出与由测量单元110测量的电池组1的温度相对应的测量温度信号。

处理器120可以被配置为输出与预设参考温度相对应的参考温度信号。

这里，预设参考温度可以是指在电池组1的预设正常温度范围内的上限温度。也就是说，预设参考温度可以是电池组1可以正常操作的临界温度。

具体地，处理器120可以生成指示预设参考温度的参考温度信号并输出所生成的参考温度信号。

例如，在图1的实施方式中，可以通过第四线L4输出由处理器120所生成的参考温度信号。

加热控制单元130可以被配置为从测量单元110接收测量温度信号。另外，加热控制单元130可以被配置为从处理器120接收参考温度信号。

具体地，加热控制单元130可以分别连接至测量单元110和处理器120。例如，参照图1，加热控制单元130可以通过第三线L3连接至测量单元110以及通过第四线L4连接至处理器120。

另外，加热控制单元130可以通过第三线L3从测量单元110接收测量温度信号，以及通过第四线L4从处理器120接收参考温度信号。

加热控制单元130被配置为通过基于主继电器20的两端电压、测量温度信号和参考温度信号输出用于控制加热继电器40的操作状态的控制信号，而控制加热垫30的操作状态。

具体地，加热控制单元130可以基于设置在电池组1的主充放电线ML上的主继电器20的两端电压、从测量单元110接收的测量温度信号、以及从处理器120接收的参考温度信号，输出用于控制加热继电器40的操作状态的控制信号。

这里，从加热控制单元130输出的控制信号可以是控制加热继电器40的操作状态为接通状态或关断状态的信号。也就是说，如果加热继电器40接收到从加热控制单元130输出的控制信号，则加热继电器40的操作状态可以改变为接通状态或关断状态。

另外，通过控制加热继电器40的操作状态，可以控制加热垫30的操作状态。

例如，在图1的实施方式中，如果加热继电器40的操作状态是接通状态并且电流流过主充放电线ML，则电流被施加至加热垫30，使得加热垫30可以被操作。也就是说，加热垫30可以产生热量。

作为另一示例，如果加热继电器40的操作状态为关断状态，则无论电流是否流过主充放电线ML，加热垫30都可能不操作。因此，如果加热继电器40的操作状态被控制为关断状态，则电池组1的温度可以因为加热垫30不操作而逐渐降低。

也就是说，根据本公开实施方式的加热垫控制设备100可以基于电池组1的状态(例如，主继电器20的两端电压和电池组1的温度1)来控制加热垫30的操作状态。

因此，由于电池组1的温度保持在一定水平，因此可以防止电池组1的内部组件暴露于高温。具体而言，可以防止电池组1的温度维持在参考温度以上而由于高温损坏电池组1内部的线路、继电器或电阻器。另外，由于可以防止电池模块10的温度因电池组1的温度而升高，因此可以防止诸如电池模块10爆炸之类的事故。

同时，设置于加热垫控制设备100的处理器120可以可选地包括本领域已知的处理器120、专用集成电路(ASIC)、另一芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器、数据处理装置等，以执行在本公开中执行的各种控制逻辑。另外，当控制逻辑以软件实现时，处理器120可以实现为一组程序模块。在这种情况下，程序模块可以存储在存储器中并由处理器120执行。存储器可以设置在处理器120内部或外部，并且可以通过各种公知的方式连接至处理器120。

如果从加热控制单元130输出接通控制信号，则加热继电器40可以被配置为通过将操作状态改变为接通状态来连接主充放电线ML和加热垫30。

参照图1，加热线HL的一端可以连接在电池组1的正极端子P+和主继电器20的另一端之间。也就是说，加热线HL的一端可以连接至第二节点N2，该第二节点N2在电池组1的正极端子P+和主继电器20的另一端之间。另外，加热线HL的另一端可以连接在电池组1的负极端子P-和电池模块10的负极端子之间。因此，加热线HL可以与电池模块10并联连接至电池组1的主充放电线ML。

另外，加热垫30和加热继电器40可以串联连接至加热线HL。

例如，参照图1，加热继电器40的一端可以在加热线HL上连接至电池组1的正极端子P+，而加热垫30的一端和加热继电器40的另一端可以直接连接。另外，加热垫30的另一端可以在加热线HL上连接至电池组1的负极端子P-。

因此，如果加热继电器40的操作状态被控制为接通状态，则主充放电线ML和加热垫30可以电连接。

另外，如果主继电器20和加热继电器40的操作状态被控制为接通状态，则加热垫30可以被配置为接收来自电池模块10的电流输出。

这里，主继电器20的操作状态可以由处理器120控制。例如，在图1的实施方式中，处理器120可以通过第九线L9电连接至主继电器20。另外，处理器120可以通过经由第九线路L9输出用于控制主继电器20的操作状态的信号，来将主继电器20的操作状态控制为接通状态或关断状态。

图3是示出在电池组1中流动的电流的第一示例的图。在图3中，箭头表示从电池模块10输出的电流的流动方向。

参照图3，如果主继电器20和加热继电器40的操作状态被控制为接通状态，则可以通过电池模块10、主继电器20、加热继电器40和加热垫30形成闭合电路。

也就是说，从电池模块10输出的电流可以通过主继电器20和加热继电器40施加至加热垫30。在这种情况下，被施加电流的加热垫30可以产生热量并使电池组1的温度增加。

参照图1和图3，加热控制单元130可以包括第一比较器131、第二比较器132和控制信号输出单元133。

第一比较器131可以被配置为分别接收主继电器20的一端电压和另一端电压。

具体地，第一比较器131可以具有两个输入端子。第一比较器131的第一输入端子可以连接至位于主继电器20的一端和电池模块10之间的节点，以接收主继电器20的一端电压。另外，第一比较器131的第二输入端子可以连接至位于主继电器20的另一端与电池组1的正极端子P+之间的节点，以接收主继电器20的另一端电压。

例如，在图1的实施方式中，第一比较器131可以通过第二线L2连接至第一节点N1。另外，第一比较器131可以通过第二线L2接收主继电器20的一端电压。另外，第一比较器131可以通过第一线L1连接至第二节点N2。另外，第一比较器131可以通过第一线L1接收主继电器20的另一端电压。

第一比较器131可以被配置为输出与接收到的主继电器20的两端电压之间的差相对应的电压比较信号。也就是说，第一比较器131可以具有一个输出端子。

例如，在图的1实施方式中，第一比较器131的输出端子可以连接至第五线L5。因此，第一比较器131可以通过第五线L5输出与主继电器20的一端电压和另一端电压之间的差对应的电压比较信号。这里，输出电压比较信号可以通过第五线L5输入至控制信号输出单元133。

第二比较器132可以被配置为输出与通过比较接收到的测量温度信号和接收到的参考温度信号的大小而获得的结果相对应的温度比较信号。

具体地，与第一比较器131类似，第二比较器132可以具有两个输入端子。第二比较器132的第一输入端子可以连接至测量单元110，以接收来自测量单元110的测量温度信号。另外，第二比较器132的第二输入端子可以连接至处理器120，以接收来自处理器120的参考温度信号。

例如，在图1的实施方式中，第二比较器132可以通过第三线L3连接至测量单元110。第二比较器132可以通过第三线L3接收从测量单元110输出的测量温度信号。另外，第二比较器132可以通过第四线L4连接至处理器120。第二比较器132可以通过第四线L4接收从处理器120输出的参考温度信号。

此外，第二比较器132可以通过第六线L6输出与通过比较接收到的测量温度信号和接收到的参考温度信号的大小而获得的结果相对应的温度比较信号。优选地，第二比较器132可以具有一个输出端子。

例如，在图1的实施方式中，第二比较器132的输出端子可以连接至第六线L6。因此，第二比较器132可以通过第六线L6输出温度比较信号。这里，输出温度比较信号可以通过第六线L6输入至控制信号输出单元133。

控制信号输出单元133可以被配置为接收电压比较信号和温度比较信号，并输出与电压比较信号和温度比较信号的值相对应的控制信号。

控制信号输出单元133可以具有两个输入端子。从第一比较器131输出的电压比较信号可以被输入至控制信号输出单元133的第一输入端子。另外，从第二比较器132输出的温度比较信号可以被输入至控制信号输出单元133的第二输入端子。

例如，在图1的实施方式中，对于控制信号输出单元133，电压比较信号可以通过第五线L5输入并且温度比较信号可以通过第六线L6输入。

另外，控制信号输出单元133可以具有输出端子。控制信号输出单元133可以通过输出端子输出用于加热继电器40的控制信号。

例如，在图1的实施方式中，第七线L7可以连接至控制信号输出单元133的输出端子。另外，第七线L7可以连接至加热继电器40。因此，从控制信号输出单元133输出的控制信号可以通过第七线路L7传输至加热继电器40，使得可以将加热继电器的操作状态控制到与控制信号相对应的操作状态。

第一比较器131、第二比较器132和控制信号输出单元133可以被配置为输出与输入信号相对应的信号，而无需处理器120的单独控制。也就是说，即使没有处理器120的控制，第一比较器131也可以输出与接收到的主继电器20的两端电压相对应的电压比较信号。而且，即使没有处理器120的控制，第二比较器132也可以输出与通过比较接收到的测量温度信号和接收到的参考温度信号的大小而获得的结果相对应的温度比较信号。另外，即使没有处理器120的控制，控制信号输出单元133也可以输出与接收到的电压比较信号和接收到的温度比较信号的电平相对应的控制信号。因此，即使没有处理器120的单独控制，也可以根据电池组1的状态自动地控制加热垫30的操作状态，从而预先防止电池组1的温度升高到一定水平或一定水平以上。

在下文中，将描述其中没有设置加热控制单元130并且加热继电器40的操作状态由处理器120控制的电池组1的问题。假设电池组1的主继电器20和加热继电器40的操作状态为接通状态，并且在处理器120的软件或处理器120与加热继电器40之间的连接中出现问题。在这种情况下，由于从电池模块10输出的电流持续施加至加热垫30，因此电池组1的温度持续升高，并且可能发生诸如电池组1爆炸之类的事故。

同时，即使处理器120的软件或处理器120与加热继电器40之间的连接出现问题，根据本公开实施方式的包括加热垫控制设备100的电池组1也可以通过加热控制单元130控制加热继电器40的操作状态。也就是说，由于加热控制单元130被配置为即使没有处理器120的控制也输出与被施加的信号相对应的信号，因此即使出现以上问题，也可以控制加热垫30的操作状态。

因此，存在的优点在于，通过根据本公开实施方式的加热垫控制设备100可以防止电池组1的温度升高到一定水平或一定水平以上。另外，由于电池组1的温度保持在一定水平，因此可以减少对设置于电池组1中的元件的损坏，并且可以提高电池组1的使用效率。

第一比较器131可以被配置为如果两端电压之间的差小于预定大小，则输出第一电压比较信号。另外，第一比较器131可以被配置为如果两端电压之间的差大于或等于预定大小，则输出第二电压比较信号。

这里，预定大小可以设置为等于电池模块10的电压。优选地，考虑到电池模块10的电压和主继电器20的内阻，预定大小可以设置为小于电池模块10的电压。然而，在下文中，为了便于描述，将描述预定大小被设置为等于电池模块10的电压，而不考虑主继电器20的内阻。

例如，假设电池模块10的电压为10[V]并且预设大小被设置为10[V]。如果主继电器20的一端电压为10[V]而其另一端电压为9.9[V]，则主继电器20的两端电压之间的差为0.1[V]。也就是说，由于主继电器20的两端电压之间的差(0.1[V])小于预定大小(10[V])，因此第一比较器131可以输出第一电压比较信号。

作为另一示例，如果主继电器20的一端电压为10[V]，并且其另一端电压为0[V]，则主继电器20的两端电压之间的差(10[V])等于预定大小(10[V])，因此第一比较器131可以输出第二电压比较信号。

作为再一示例，如果主继电器20的一端电压为10[V]并且其另一端电压为7[V]，则主继电器20的两端电压之间的差(3[V])小于预定大小(10[V])，因此第一比较器131可以输出第一电压比较信号。将参照图4和图5描述这种情况。

图4是示出负载2连接至根据本公开实施方式的包括加热垫控制设备100的电池组1的示例性配置的图。图5是示出在电池组1中流动的电流的第二示例的图。在图5中，箭头表示从负载2输出的电流流动的方向。

参照图4和图5，即使主继电器20的操作状态是关断状态，如果电池组1和负载2连接，则负载2的电压也可以施加到第二节点N2。另外，在这种情况下，如果加热继电器40的操作状态为接通状态，则可以由负载2、加热继电器40和加热垫30形成闭合电路，使得从负载2输出的电流可以施加至加热垫30。因此，加热垫30可以通过从负载2输出的电流而产生热量。

另外，例如，在电池组1中还可以包括用于保持恒定电压电平的平滑电容器。在该电容器中，可以存储与电池模块10相对应的电压。也就是说，如果主继电器20的操作状态改变为关断状态以解除电池模块10和电容器之间的连接，则可以发出电容器中所存储的电流。在这种情况下，如果仅基于主继电器20的操作状态来控制加热继电器40的操作状态，则存在以下问题：加热垫30可能通过从电容器输出的电流产生热量。

同时，第一比较器131可以不是只考虑主继电器20的操作状态而输出相应的电压比较信号，而且考虑主继电器20的两端电压之间的差而输出相应的电压比较信号。也就是说，在加热垫30从电池模块10接收到电流的情况下以及在加热垫30从电池模块10以外接收到电流的情况下，可以用同样的方式控制继电器40的操作状态。

因此，由于根据本公开实施方式的加热垫控制设备100考虑了主继电器20的两端电压之间的差，因此优点在于：防止加热垫30不仅通过从电池模块10而且从电池模块10以外施加的电流意外产生热量。

第二比较器132可以被配置为：如果与测量温度信号相对应的值大于或等于与参考温度信号相对应的值，则输出第一温度比较信号。另外，第二比较器132可以被配置为：如果与测量温度信号相对应的值小于与参考温度信号相对应的值，则输出第二温度比较信号。

这里，与参考温度信号相对应的值可以是电池组1的正常温度范围内的上限温度。例如，可以将电池组1的正常温度范围的上限温度设置为60℃。因此，参考温度信号可以是与60℃相对应的信号，并且与参考温度信号相对应的值可以是60℃。

也就是说，第二比较器132可以被配置为：如果测量单元110实际测量的电池组1的温度高于电池组1的预设上限温度，则输出第一温度比较信号。相反，第二比较器132可以被配置为：如果电池组1的测量温度低于电池组1的预设上限温度，则输出第二温度比较信号。

如果从第一比较器131接收到第一电压比较信号并且从第二比较器132接收到第一温度比较信号，则控制信号输出单元133可以被配置为输出用于将加热继电器40的操作状态变为关断状态的关断控制信号。

具体地，控制信号输出单元133可以在电流施加至加热垫30的情况下接收第一电压比较信号。在这种情况下，加热垫30可以从电池模块10或者除了电池模块10之外的电压源接收电流。另外，在电池组1的测量温度大于或等于参考温度的情况下，控制信号输出单元133可以接收第一温度比较信号。因此，如果电池组1的温度高于或等于预设的上限温度并且电流被施加至加热垫30，则控制信号输出单元133可以输出将加热继电器40的操作状态改变为关断状态的关断控制信号。

例如，参照图1，控制信号输出单元133可以通过第七线L7输出关断控制信号。输出的关断控制信号可以通过第七线L7传输给加热继电器40。

下面将参照表1描述从控制信号输出单元133输出的控制信号。

[表1]

电压比较信号	温度比较信号	控制信号
			第一电压比较信号	第一温度比较信号	关断控制信号
第一电压比较信号	第二温度比较信号	接通控制信号
			第二电压比较信号	第一温度比较信号	接通控制信号
第二电压比较信号	第二温度比较信号	接通控制信号

表1为示出根据由控制信号输出单元133接收到的电压比较信号和温度比较信号而输出的控制信号的表格。

参照表1，控制信号输出单元133可以仅在从第一比较器131接收到第一电压比较信号并且从第二比较器132接收到第一温度比较信号时才输出关断控制信号。也就是说，仅在这种情况下，加热继电器40的操作状态可以通过从控制信号输出单元133输出的控制信号被控制为关断状态。

例如，控制信号输出单元133可以被配置为NAND(与非)门元件。这里，NAND门是当全部输入都为真时发出假输出的逻辑电路。也就是说，就逻辑电路而言，第一电压比较信号和第一温度比较信号可以为真，第二电压比较信号和第二温度比较信号可以为假。而且，关断控制信号可以为假，而接通控制信号可以为真。

如果电池组1的温度高于或等于参考温度并且加热垫30从电池模块10或另一电压源接收电流，则即使没有处理器120的单独控制，根据本公开实施方式的加热垫控制设备100也可以阻止向加热垫30施加的电流。

因此，加热垫控制设备100的优点在于：只要满足预定条件，就通过阻止向加热垫30施加的电流来防止电池组1的温度升高到一定水平或一定水平以上。

处理器120可以被配置为从测量单元110接收测量温度信号。

从测量单元110输出的测量温度信号可以输入到处理器120以及第二比较器132。

例如，参照图1，测量单元110可以通过第三线L3连接至处理器120。也就是说，第三线L3可以包括连接测量单元110和处理器120的单元线以及连接测量单元110和第二比较器132的单元线。因此，处理器120可以通过第三线L3接收来自测量单元110的测量温度信号。

处理器120可以被配置为基于通过将测量单元110测量的测量温度与设置的参考温度进行比较而获得的结果，来控制加热继电器40的操作状态。

具体地，加热继电器40的操作状态不仅可以由加热控制单元130控制，而且还可以由处理器120控制。也就是说，加热控制单元130和处理器120可以通过以彼此互补的关系控制加热继电器40的操作状态来控制加热垫30的操作状态。因此，因为加热控制单元130和处理器120控制加热垫30的操作状态，所以可以有效地防止电池组1的高温状态持续。

例如，在图1的实施方式中，处理器120可以通过第三线L3从测量单元110接收测量温度信号，并通过读取接收到的测量温度信号来确定测量单元110测量到的电池组1的温度。另外，处理器120可以将所确定的电池组1的温度与预设参考温度进行比较，并通过第八线L8输出用于控制加热继电器40的操作状态的信号。这里，如果所确定的电池组1的温度等于或高于预设参考温度，则处理器120可以通过第八线L8输出用于将加热继电器40的操作状态控制为关断状态的信号。相反，如果所确定的电池组1的温度低于预设参考温度，则处理器120可以通过第八线L8输出用于将加热继电器40的操作状态控制为接通状态的信号。

因此，根据本公开实施方式的加热垫控制设备100通过使用加热控制单元130和处理器120来双重防止电池组1的温度上升到参考温度以上，因此具有显著降低电池组1的温度升高所导致事故的风险的优点。

将参照图6描述加热继电器40的具体配置。

图6是示出根据本公开实施方式的包括加热垫控制设备100的电池组1的另一示例性配置的图。

参照图6，加热继电器40可以包括第一继电器41、第二继电器42、电感器43、第三继电器44和电压源45。

例如，第一继电器41和第二继电器42可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。另外，第三继电器44可以包括接触点和离子片。也就是说，离子片通过当电流流过电感器43时所产生的磁力而移动。而且，如果离子片与接触点接触，则第三继电器44的操作状态可以是接通状态。

第一继电器41可以通过第七线L7连接至控制信号输出单元133，而第二继电器42可以通过第八线L8连接至处理器120。然而，第一继电器41、第二继电器42、控制信号输出单元133与处理器120之间的连接关系不限于附图中所示，第一继电器41也可以连接至处理器120，而第二继电器42可以连接至控制信号输出单元133。也就是说，第一继电器41可以与控制信号输出单元133和处理器120中的任何一个连接，并且第二继电器42可以与控制信号输出单元133和处理器120中的没有连接至第一继电器41的任何一个连接。在下文中，如图6所示，将描述第一继电器41连接至控制信号输出单元133并且第二继电器42连接至处理器120。

第一继电器41可以通过第七线L7从控制信号输出单元133接收控制信号，并且第一继电器41的操作状态可以改变以对应于接收到的控制信号。另外，第二继电器42可以通过第八线L8从处理器120接收信号，并且第二继电器42的操作状态可以改变为对应于接收到的信号。

也就是说，可以根据电池组1的状态由加热控制单元130来改变第一继电器41的操作状态，而不受处理器120的控制。

例如，假设加热继电器40不包括第一继电器41并且当第二继电器42的操作状态为接通状态时处理器120和第二继电器42由于第八线L8的损坏而断开。在这种情况下，由于电流可能流过加热线HL，因此电流可以持续地施加至加热垫30。另外，如果负载2如图5所示地连接，则即使主继电器20的操作状态被处理器120控制为关断状态，电流也可以通过负载2施加至加热垫30。因此，加热垫30持续产生热量，并且电池组1的温度可能升高到参考温度以上。也就是说，当仅提供第二继电器42时，存在电池组1可能由于处理器120和第二继电器42之间的连接或处理器120本身的缺陷而被损坏的问题。

同时，即使在如本公开中那样在加热继电器40中设置了第一继电器41和第二继电器42二者时，假设处理器120和第二继电器42由于第八线L8的损坏而断开。在这种情况下，如果电流流过加热线HL，则第一节点N1和第二节点N2之间的电压差可能小于预定大小。因此，第一比较器131可以通过第五线L5向控制信号输出单元133输出为真值的第一电压比较信号。另外，如果电池组1的温度等于或高于参考温度，则第二比较器132可以通过第六线L6向控制信号输出单元133输出为真值的第一温度比较信号。参照表1，接收第一电压比较信号和第一温度比较信号的控制信号输出单元133可以通过第七线L7输出关断控制信号。在这种情况下，第一继电器41的操作状态被改变为关断状态，并且可以阻止向加热垫30施加的电流。

相反，如果由于在加热控制单元130中出现故障，控制信号输出单元133没有根据表1正常输出控制信号，则处理器120可以控制第二继电器42的操作状态，以防止电池组1保持高温状态。

因此，根据本公开实施方式的加热垫控制设备100具有如下优点：通过包括彼此互补的处理器120和加热控制单元130两者，有效地防止电池组1保持高温状态。

根据本公开的加热垫控制设备100可以设置在电池组1中。也就是说，根据本公开的电池组1可以包括上述的加热垫控制设备100和至少一个电池单元。此外，电池组1还可以包括电气设备(继电器、熔丝等)和壳体。

另外，根据本公开的加热垫控制设备100可以设置在车辆中。优选地，根据本公开的加热垫控制设备100可以设置在电动车辆中。更优选地，包括根据本公开的加热垫控制设备100的电池组1可以设置在电动车辆中。因此，加热垫控制设备100可以通过防止电池组1保持高温状态来最小化对车辆内部组件的损坏。

上述本公开的实施方式可以不仅仅通过设备和方法来实现，而是可以通过实现与本公开的实施方式的配置相对应的功能的程序或者上面记录有程序的记录介质来实现。从实施方式的以上描述，本领域技术人员可以容易地实现程序或记录介质。

已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本公开的优选实施方式，但仅作为示例而给出，因为从该详细的描述，在本公开范围内的各种变型和修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。

另外，由于本领域技术人员可以在不脱离本公开的技术思想的情况下以各种方式替换、修改和改变上述本公开，因此本公开不受上述实施方式和附图的限制，并且所有或一些实施方式可以选择性地组合在一起以实现各种修改。

本申请要求于2019年10月10日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0125481的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。

(附图标记说明)

1：电池组

2：负载

10：电池模块

20：主继电器

30：加热垫

40：加热继电器

41：第一继电器

42：第二继电器

43：电感器

44：第四继电器

45：电压源

100：加热垫控制设备

110：测量单元

120：处理器

130：加热控制单元

131：第一比较器

132：第二比较器

133：控制信号输出单元

Claims (14)

1.一种加热垫控制设备，该加热垫控制设备连接至电池组，该电池组包括：主继电器，该主继电器在主充放电线上设置于电池模块的正极端子和电池组的正极端子之间；加热垫，该加热垫设置于连接至所述主充放电线的加热线上，以在向所述加热垫施加电流时产生热量；以及加热继电器，该加热继电器设置于所述加热线上，以根据所述加热继电器的操作状态控制流过所述加热线的电流的流动，从而控制所述加热垫的操作状态，该加热垫控制设备包括：

测量单元，该测量单元被配置为测量所述电池组的温度并输出与测量到的所述电池组的温度相对应的测量温度信号；

处理器，该处理器被配置为输出与预设参考温度相对应的参考温度信号；以及

加热控制单元，该加热控制单元被配置为接收来自所述测量单元的所述测量温度信号，接收来自所述处理器的所述参考温度信号，并且基于所述主继电器的两端电压、所述测量温度信号和所述参考温度信号输出用于控制所述加热继电器的操作状态的控制信号，以控制所述加热垫的操作状态。

2.根据权利要求1所述的加热垫控制设备，

其中，当从所述加热控制单元输出接通控制信号时，所述加热继电器被配置为将该所述加热继电器操作状态改变为接通状态，使得所述主充放电主线与所述加热垫连接。

3.根据权利要求2所述的加热垫控制设备，

其中，当所述主继电器和所述加热继电器的操作状态被控制为接通状态时，所述加热垫被配置为接收从所述电池模块输出的电流。

4.根据权利要求1所述的加热垫控制设备，

其中，所述加热控制单元包括：

第一比较器，该第一比较器被配置为分别接收所述主继电器的一端电压和另一端电压，并且输出与接收到的所述主继电器的两端电压之间的差相对应的电压比较信号；

第二比较器，该第二比较器被配置为输出与通过比较接收到的测量温度信号和接收到的参考温度信号的大小而获得的结果相对应的温度比较信号；以及

控制信号输出单元，该控制信号输出单元被配置为接收所述电压比较信号和所述温度比较信号，并且输出与所述电压比较信号的值和所述温度比较信号的值相对应的控制信号。

5.根据权利要求4所述的加热垫控制设备，

其中，所述第一比较器被配置为在所述两端电压之间的差小于预定大小时输出第一电压比较信号，并且

所述第一比较器被配置为在所述两端电压之间的差大于或等于预定大小时输出第二电压比较信号。

6.根据权利要求5所述的加热垫控制设备，其中，所述预定大小被设置为等于所述电池模块的电压。

7.根据权利要求5所述的加热垫控制设备，

其中，所述第二比较器被配置为在与所述测量温度信号相对应的值大于或等于与所述参考温度信号相对应的值时输出第一温度比较信号，并且

所述第二比较器被配置为在与所述测量温度信号相对应的值小于与所述参考温度信号相对应的值时输出第二温度比较信号。

8.根据权利要求7所述的加热垫控制设备，

其中，在从所述第一比较器接收到所述第一电压比较信号并且从所述第二比较器接收到所述第一温度比较信号时，所述控制信号输出单元被配置为输出用于将所述加热继电器的操作状态改变为关断状态的关断控制信号。

9.根据权利要求1所述的加热垫控制设备，

其中，所述处理器被配置为接收来自所述测量单元的所述测量温度信号，并且基于通过比较由所述测量单元测量到的测量温度和设置的参考温度而获得的结果，来控制所述加热继电器的操作状态。

10.根据权利要求1所述的加热垫控制设备，其中，所述预设参考温度是电池组正常运行的临界温度。

11.根据权利要求4所述的加热垫控制设备，其中，所述加热继电器包括第一继电器、第二继电器、电感器、第三继电器和电压源。

12.根据权利要求11所述的加热垫控制设备，其中，所述第一继电器与所述控制信号输出单元和所述处理器中的任何一个连接，并且所述第二继电器与所述控制信号输出单元和所述处理器中的没有与所述第一继电器连接的任何一个连接。

13.一种电池组，该电池组包括根据权利要求1至12中的任一项所述的加热垫控制设备。

14.一种车辆，该车辆包括根据权利要求1至12中的任一项所述的加热垫控制设备。